(1)一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为:预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。
(2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。
钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。
磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1~2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。 (3)在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25~75μm。
电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑,孔径50μm的过滤袋最佳,它不但能满足漆膜的质量要求,而且解决了过滤袋的堵塞问题。
(4)电泳涂装的循环系统循环量的大小,直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量,槽液的沉淀和气泡减少;但槽液老化加快,能源消耗增加,槽液的稳定性变差。
将槽液的循环次数控制6~8次/h较为理想,不但保证漆膜质量,而且确保槽液的稳定运行。 (5)随着生产时间的延长,阳极隔膜的阻抗会增加,有效的工作电压下降。
因此,生产中应根据电压的损失情况,逐步调高电源的工作电压,以补偿阳极隔膜的电压降。 (6)超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度,保证涂装质量。
在此系统的运行中应注意,系统一经运行后应连续运行,严禁间断运行,以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上,无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。
超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势,连续工作30~40天应清洗一次,以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。 (7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。
电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例,对槽液的科学管理极为重要,对槽液的各种参数定期进行检测,并根据检测结果对槽液进行调整和更换。
一般按如下频率测量槽液的参数:电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次;颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。 (8)对漆膜质量的管理,应经常检查涂膜的均一性和膜厚,外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象,定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。
检验周期按生产厂家的检验标准,一般每个批次都需检测。
涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法.电泳涂装与直流电源技术关系密切,电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺.具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用.
电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法.
电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程.电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法.目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳.
阴极电泳用水溶性树脂是一种阳离子型化合物,用有机酸中和,在水中溶解后,以分子和离子平衡状态存在于直流电场中,两极产生电位差,离子发生定向移动,阳离子向阴极移动,并在阴极表面上得到电子沉积于阴极表面,而阴离子向阳极移动,在阳极上放出电子氧化成酸。这就是电泳涂装的基本原理。它是一个非常复杂的电化学反应,其中包括:电泳、电解、电沉积和电渗四个同时进行的过程。
1、电泳 在直流电压作用下,分散在介质中的带电胶体粒子向与它所带电荷相反的电极方向移动称为电泳。电泳漆液中除带负电荷的树脂粒子可以电泳外,不带电荷的颜料和体质颜料粒子吸附在带电荷的胶体树脂粒子上也随着电泳。
2、电沉积 在电场作用下带电荷的树脂粒子电泳到达阴极,放出电子沉积在阴极表面,形成不溶于水的漆膜称为电沉积。它是电泳涂装过程中的主要反应,电沉积首先在电力线密度特别高的部位,如被涂工件的边缘棱角和尖端处进行,而一旦沉积发生时,被涂工件(阴极)就具有一定程度的绝缘性,电场于是随着被涂覆的表面向后移动,直到最后得到完全均匀的涂层。
3、电渗 它是电泳的逆过程,当漆液胶体粒子受电场影响,向阴极移动并沉积时,吸附在阴极上的介质(水)在内渗力的作用下,从阴极穿过沉积的漆膜进入漆液中称为电渗。电渗的作用是将电沉积下来的漆膜进行脱水,通常新沉积的漆膜含水量为5~15%,可直接进入高温烘干,不会发生起泡或流挂等现象。
4、电解 当电流通过电解电质水溶液时,水便发生电解反应,在阳极放出氢气,阴极放出氧气,所以在涂装过程中应尽量降低电压并防止其它杂质离子混合漆液中,因为电解反应时放出过量气体,会影响漆膜质量。
阴极电泳涂料所含的树脂带有碱性基团,经酸中和后成盐而溶于水。
通直流电后,酸根负离子向阳极移动,树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移动,并沉积在阴极上,这就是电泳涂装的基本原理(俗称镀漆)。电泳涂装是一个很复杂的电化学反应,一般认为至少有电泳、电沉积、电解、电渗这四种作用同时发生。
在用半透膜间隔的浓度不同的溶液的两端(阴极和阳极)通电后,低浓度的溶液向高浓度侧移行的现象称为电渗。刚沉积到被涂物表面上的涂膜是半渗透膜,在电场的持续作用下,涂抹内部所含的水分从涂膜中渗析出来移向槽液,使涂膜脱水,这就是电渗。
电渗使亲水涂膜变成憎水涂膜,脱水使涂膜致密化。电渗性好的点用涂料泳涂后的湿漆可用手摸也不粘手,可用水冲洗掉附着在湿漆膜上的槽液。
电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。
电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。
目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。
电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
电泳涂装属于有机涂装,利用电流沉积漆膜,其工作原理为“异极相吸”。
电泳涂装最基本的物理原理为带电荷的涂料粒子与它所带电荷相反的电极相吸。采用直流电源,金属工件浸于电泳漆液中。通电后,阳离子涂料粒子向阴极工件移动,阴离子涂料粒子向阳极工件移动,继而沉积在工件上,在工件表面形成均匀、连续的涂膜。当涂膜达到一定厚度(漆膜电阻大到一定程度),工件表面形成绝缘层,“异极相吸”停止,电泳涂装过程结束。整个电泳涂装过程可以概括为以下四个步骤:
●电解:水的电解
●电泳:带电的聚合物分别向阴极或阳极
泳动的过程
●电沉积:带电的聚合物分别在阴极或阳
极沉积的过程
●电渗:沉积的电泳涂膜收缩、脱去溶剂
和水,形成均匀致密的湿膜
电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法,仅适用于与一般涂料不同的电泳涂装专用的(水性水溶性或水乳液)涂料(简称电泳涂料)。
它是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽液中作为阳极(或阴极),在槽中另设置与其相对应的阴极(或阳极),在两极间通直流电一定时间,在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。根据被涂物的极性和电泳涂料的种类,电泳涂装法可分为两种:一是阳极电泳涂装法,被涂物为阳极,所采用的电泳涂料是阴离子型(带负电荷);二是阴极电泳涂装法,被涂物为阴极,所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)。电泳涂装在英语中简称ED(electro-depositon)、AED(阳极电泳涂装)、
CED(阴极电泳涂装)。
电泳涂装过程伴随电泳、电沉积、电解、电渗等四种化学物理作用的组合,而形成涂膜,其原理介绍如下。
1、电泳(eletro phoresis)胶体溶液中的阳极和阴极接电后,在电场的作用下带正(或负)电荷胶体粒子向阴极(或阳极)一方泳动现象称为电泳。胶体溶液中的物质不是分子和离子形态,而是分散在液体中的溶质,该物质较大(10的-7次方—10的-9次方m 程度),不会沉淀,而是分散状态。
2、电沉积凝集(electro coagulation) 固体从液体中析出的现象称为凝集(凝聚、沉积),一般是由于冷却或浓缩溶液而产生,而电泳涂装中是借助于电。在阴极电泳涂装时带正电荷的粒子在阴极上凝聚,带负电荷的粒子(离子)在阳极聚集,当带正电荷的胶体粒子(树脂和颜料)到达阴极(被涂料)表面区(高碱性的介面层),得到电子,并与氢氧离子反应变成水不溶性,沉积在阴极(被涂物)上。
3、电解(electrolysis)在具有离子导电性的溶液中的阳极和阴极接通直流电,阴离子吸往阳极,阳离子吸往阴极,并产生化学反应。在阳极产生金属溶解,电解氧化,产生氧气、氯气等,阳极是能产生氧化反应的电极。在阴极产生金属析出,并将H离子电解还原为氢气。
4、电渗(elestro and osmosis) 在用半透膜间隔的浓度不同的溶液的两端(阴极和阳极)通电后,低浓度的溶媒向高浓度侧移行现象称为电渗。刚沉积到被涂物表面上的涂膜是半渗透的膜,在电场的持续作用下,涂膜内部所含的水分从涂膜中渗析出来移向槽液,使涂膜脱水,这就是电渗。电渗使亲水的涂膜变成憎水涂膜,脱水使涂膜致密化。电渗性好的电泳涂料泳涂后的湿漆可用手摸也不粘手,可用水冲洗掉附着在湿漆膜上的槽液。
工作原理:电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。
电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。
目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。
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